单釜与多釜串联实验装置

A. 反应工程专题：3.4 连续釜式反应器的串联与并联

1.示意图 2.反应速率计算 3.浓度和速率倒数关系     1）单釜体积     2）两釜串联体积 4正常动力学情况下，全混串联操作的体积小于单釜 5.反常动力学情况下，全混单釜操作的体积小于串釜 6.结论： 1.并联操作一般要求： 2.要求出口浓度或转化率相同时，两个反应器空时相同：

B. 单釜与多釜串联的区别在于

多釜串联反应器与单釜的区别在于:多釜串联反应器是指反应器的一种型号;而单釜则是指只有一个釜(也是泛指)物体

C. 单釜多釜操作方式对收率的影响

提高反应物浓度。单釜多釜操作方式对收率的影响是提高反应物浓度。聚合时可以单釜间歇生产，也可以是多釜串联连续生产，聚合反应物由一个釜的下部进入下一釜的上部。

D. 顺丁橡胶的性质，合成方式

顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物 n C4H6 —— （C4H6）n 顺丁橡胶的生产工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制计量,丁二烯聚合,胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程，聚合装置大都用3～5釜串联，单釜容积为12～50m。 所用溶剂和所得产物随催化剂不同而异。 ①用丁基锂为催化剂生产顺丁橡胶,多以环己烷(或己烷)作溶剂。这种聚合体系的催化活性高,工艺简单，反应容易控制；但所得顺丁橡胶的顺式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的顺丁橡胶的物理性能较差，一般只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。②用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶时，一般选用苯或甲苯作溶剂，制得顺丁橡胶的顺式1，4含量高，硫化胶的物理性能类似，不同的是钛系顺丁橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能也不如钴系和镍系顺丁橡胶好。③用镍系催化剂生产顺丁橡胶，芳烃（如苯或甲苯）和脂肪烃（如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油）均可作为聚合溶剂，而且都能得到高分子量、高顺式顺丁橡胶，以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物作催化剂、以抽余油作溶剂生产顺丁橡胶的技术（我国生产橡胶的主要技术方法），中国自1959年开始研究，于1971年建成万吨级生产装置并投产。④尚有三种新型催化剂即：稀土催化剂（如环烷酸稀土－一氯二乙基铝－三异丁基铝）、 π－烯丙基氯化镍催化剂〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和卤化π－烯丙基铀催化剂【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R为乙基】均可制得高顺式(96％～99％)的顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶的物理性能也好，但由于开发较晚，至80年代中期尚未达到工业化生产的程度。 顺丁橡胶可用传统的硫磺硫化工艺硫化，其加工性能除混炼时混合速度慢、轻度脱辊外，其他如胶片平整性和光泽度、焦烧时间等均与一般通用橡胶类似。

E. 水流速快慢对管式反应器返混程度有何影响

、实验目的本实验通过单釜、多釜及管式反应器中停留时间分布的测定，将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度，从而认识限制返混的措施。... 再通过数据处理得以证明返混对管式和釜式反应器的影响

F. 搅拌反应釜的传热装置有哪几种,各有什么特点

搅拌反应釜常用的传热装置是：夹套，蛇管。
1、夹套：是反应釜最常
用的传热装置，整体夹
套由圆柱形壳体和下封
头组成。夹套与内筒采
用法兰连接和焊接
俄两
种连接万式。法兰连接
用于操作条件差、需定
期检查和经常清洗夹套
的场合。夹套上设有蒸
汽、冷却水或其他加热、
冷却介质的进出口。当
加热介质是蒸汽时，进
口管靠近夹套上端，冷
凝液从底部排出;当加热
(冷却)介质是液体时，
则进口管应设在底部，
使液体下进上出，有利
于排除气体和充满液体。
2、蛇管：
当夹套传热不能满足要求
或不宜采用夹套传热时，可采
用蛇管传热。
蛇管置于釜内，浸人反应
介质中，传热效果比夹套好，
但检修困难。
蛇管一般由无缝钢管绕制
而成，常用的结构形状有圆形
螺旋状、平面环形、弹簧同心
圆组并联形式等。
当蛇管中心直径较小、圈
数较少时，蛇管利用进出口管
固定在釜盖或釜底上;
若中心直径较大、圈数较多、
重量较大时，则设立固定的支
架支撑。
蛇管的进出口最好设在同一
端，一般设在上封头，结构简
单，装拆方便。

G. MBS的生产工艺

MBS树脂的生产过程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化剂中进行乳化，在引发剂的引发作用下进行聚合，生产丁苯胶乳(SBR胶乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行乳液接枝聚合，得到MBS树脂接枝胶乳(MBS树脂胶乳)，最后经过凝聚、脱水和干燥处理后得到MBS树脂成品。
在MBS树脂的整个生产工艺过程中，有3大关键技术，其一是SBR胶乳的合成技术，因为SBR胶乳的粒径不但决定了MBS树脂，pvc合金的抗冲击性能，同时还决定了它的透光性能;其二是MBS树脂胶乳的合成技术，因为核--壳比、接枝率和接枝过程单体的加料顺序等对MBS树脂胶乳的凝聚和后处理、MBS树脂粉料的粒子形态及MBS树脂与PVC的相容性和光学性能等均有非常显著的影响;其三是MBS树脂胶乳的凝聚技术，凝聚水平的高低直接决定了最终产品的粒度分布、颗粒规整性、流动性和表观密度以及MBS树脂在PVC中的分散性和相容性等指标。
1 丁苯胶乳的合成
将丁二烯、苯乙烯、引发剂和各种配制好的助剂按一定量和顺序加到聚合反应釜中，在一定的温度下搅拌进行乳液聚合，待反应达到一定转化率后停止反应，脱除未反应的单体即可得到丁苯胶乳。对用于制备MBS树脂的丁苯胶乳有其特殊的要求。首先是丁苯胶乳中丁二烯含量要为70%-80%。以保证制得的MBS树脂在改性PVC时具有一定的抗冲击性、耐寒性和良好的加工性。
为了尽量减少对MBS树脂耐寒性的影响，苯乙烯含量宜控制在25%左右。此外，丁苯胶乳必须具有一定的交联度、粒径和粒径分布。交联有利于改善产品的光学性能和抗冲击性能，便于加工。对于制备MBS树脂的丁苯胶乳.对其粒径及其分布均有特别的要求。在一般情况下，当MBS树脂中橡胶含量相同时，胶乳粒径越大，用MBS树脂改性的PVC制品抗冲击性能越好。
但是粒径超过一定范围时，改性PVC制品透明度下降，而且在弯曲时易出现发白现象，因此要同时得到具有最好的抗冲击性、透明性和没有弯曲发白现象的MBS树脂，PVC共混物是极其困难的，各公司都把这一技术关键作为专利加以保密。
2 MBS树脂接枝胶乳的合成
上面所得到的丁苯胶乳用水稀释后，加入乳化剂、引发剂，再与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯进行接枝聚合。常见的接枝工艺有一步法、两步法和三步法等;也可以采用连续添加的方式，目前世界上大多数生产厂家采用两步接枝法工艺。
从MBS树脂改性PVC的机理来看，由于甲基丙烯酸甲酯与PVC溶解度参数相近，相容性好，处于MBS树脂外壳层，有助于增加界面间的粘合力，对提高冲击强度有利。
橡胶相和树脂相的比例对MBS树脂性能有很大的影响。在橡胶含量相对少的情况下，增加橡胶含量，银纹引发中心会增多，支化及终止速度亦增加，冲击强度随之提高。但达到一定的程度之后，再增加橡胶含量，树脂相比例相对减少，影响了MBS树脂与PVC的相容性，反而使抗冲击强度降低。
从国外专利来看，橡胶相在45%～60%之间较好。树脂相中的甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的比例根据产品性能不同而有差异。通常甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的质量比为3：7～7：3为宜。
3 接枝胶乳的凝聚
凝聚过程对MBS树脂产品的颗粒形态、与PVC树脂共混的加工性能及加工工艺条件有很大的影响。
目前的凝聚方法主要有以下几种：
(1)单釜凝聚工艺。
该工艺是最简单、最容易操作的，也是大多数公司在MBS树脂技术开发初期所采用的方法。目前该方法在我国的一些中小规模生产装置上仍采用。其主要操作过程是将胶乳加入到有凝聚剂的反应釜中，或将凝聚剂加入到有胶乳的反应釜中。由于是单釜液相间歇操作，MBS树脂颗粒形态和大小不容易控制，而且处理能力小，不符合大规模工业化生产的要求。
(2)多釜连续凝聚工艺。
多釜连续凝聚工艺实际上是多个单釜的串联，其优点在于其连续性，便于进行工业化大规模生产。不足之处在于MBS树脂的颗粒形态、流动性和表观密度等指标没有明显提高。
(3)有机介质凝聚工艺。
日本钟渊公司利用不同密度的有机介质作为分散剂，把凝聚剂和胶乳变成微小的液滴分散在溶剂中。两种液滴由于上升和下降的速度不同，相互碰撞发生凝聚反应，得到粉末状聚合物。该工艺的不足之处在于使用了有机溶剂，可能会吸附在树脂表面，造成干燥过程中易燃易爆成分的增加，而且有机溶剂的使用及其回收利用将使生产成本也相应增加。
(4)喷流凝聚工艺。
日本三菱人造丝公司采用喷流凝聚工艺，其特点是将胶乳通过多根细管喷入到凝聚剂中进行凝聚，所得到的树脂流动性好，表观密度大。该工艺的关键因素是细管的直径以及胶乳与凝聚剂的相对流速。
(5)喷雾凝聚工艺。
日本钟渊公司采用该工艺，其特点是将胶乳喷雾到筒形凝聚器中，凝聚剂则以气相形式喷入，两种物料碰撞到一起时，发生凝聚反应。该工艺的凝聚剂只限于易气化的酸类(如盐酸等)。优点在于树脂的收率高、表面规整、流动性好以及表观密度高等。
4 接枝胶乳的干燥
脱水、洗涤后的MBS树脂送到干燥工段(水含量在35%左右)。由于MBS树脂含有不饱和双键，在高温下易老化和变色。因此要求干燥过程的温度不能太高(烘箱干燥温度应小于60℃)，时间尽可能短。从经济性和实用性考虑，气流管一沸腾床连续干燥法较为合理。

H. 绝热操作的放热反应最适合的反应器

全混流串接平推流反应器。对于绝热操作的放热反应，最合适的反应器为全混流串接平推流反应器。又称理想混合流反应器或连续搅拌釜式反应器，进出物料的操作是连续的，可以单釜或多釜串联操作。

I. 釜式反应器在什么情况下要多釜使用

在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于连续操作过程。可单釜操作，也可多釜串联使用。通常在操作条件比较缓和的情况下，如常压、温度较低且低于物料沸点时，釜式反应器的应用最为普遍。